Вопрос на На электроплитке мощностью 1363 Вт растопили 321 г льда с начальной температурой −13 °С. Полученную воду довели до кипения, причем 69 г её обратилось в пар. Процесс нагревания длился 43 мин. Найди КПД плитки.
(Удельная теплота плавления льда λ =330000 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды L =2260000 Дж/кг, удельная теплоёмкость льда с1 =2100 Дж/кг·°С и воды с2 =4200 Дж/кг·°С). ответ (округли до сотых): %

электрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, по закону био — савара—лапласа (см. (110. пропорциональна току. сцепленный с контуром магнитный поток ф поэтому пропорционален току  iв контуре:

ф=li,  (126.1)

где коэффициент пропорциональности  l  называется  индуктивностью контура.

при изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток; следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называетсясамоиндукцией.

из выражения (126.1) определяется единица индуктивности  генри  (гн): 1 гн — индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 а равен 1 вб:

1 гн=1 вб/а=1в•с/а.

рассчитаем индуктивность бесконечно длинного соленоида. согласно (120.4), полный магнитный поток через соленоид

(потокосцепление) равен 0(n2i/l)s.  подставив это выражение в формулу (126.1), получим

т. е. индуктивность соленоида зависит от числа витков соленоида  n,  его длины  l, площади s и магнитной проницаемости  вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида.

можно показать, что индуктивность контура в общем случае зависит только от формы контура, его размеров и магнитной проницаемости той среды, в которой он находится. в этом смысле индуктивность контура — аналог электрической емкости уединенного проводника, которая также зависит только от формы проводника, его размеров и диэлектрической проницаемости среды (см. §93).

применяя к явлению самоиндукции закон фарадея (см. (123. получим, что э.д.с. самоиндукции

если контур не деформируется и магнитная проницаемость среды не изменяется (в дальнейшем будет показано, что последнее условие выполняется не всегда), то  l=const и

где знак минус, обусловленный правилом ленца, показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к  замедлению изменения  тока в нем.

если ток со временем возрастает, то

di/dt> 0 и ξs< 0, т. е. ток самоиндукции

направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и тормозит его возрастание. если ток со временем убыва-

198

ет, то di/dt< 0 и ξs> 0,  т. е. индукционный

ток имеет такое же направление, как и убывающий ток в контуре, и замедляет его убывание. таким образом, контур, обладая определенной индуктивностью, приобретает электрическую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока тормозится тем сильнее, чем больше индуктивность контура.

Дано:

V = 20 л = 2×10⁻² м³

n(H₂) = 4 моля

T = 360 К

p = 1,2 МПа = 1,2×10⁶ Па

R = 8,31 Дж/(моль×К)

Найти:

n(N₂) - ?

1) Воспользуемся законом Дальтона (парциальное давление каждого газа в смеси) именно по такой формуле мы найдем давлений каждого газа в смеси:

p = p₁ + p₂ - Закон Дальтона (1)

2) Для нахождения давлений газов в смеси используется по формуле Менделеева-Клайперона, именно по таким формулам мы получим формулы про давлений газов, а потом подставим в формулу (1), и тогда мы получим нахождение количества вещества у азота:

p₁×V = n(H₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у водорода

p₂×V = n(N₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у азота

Следовательно:

p₁ = (n(H₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у водорода

p₂ = (n(N₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у азота

Следовательно:

p = (n(H₂)×R×T)/V + (n(N₂)×R×T)/V | × V

p×V = (n(H₂)×R×T) + (n(N₂)×R×T)

p×V = (n(H₂) + n(N₂))×R×T | : R×T

(p×V)/(R×T) = (n(H₂) + n(N₂))

n(N₂) = (p×V)/(R×T) - n(H₂) - количества вещества у азота

n(N₂) = (1,2×10⁶ Па × 2×10⁻² м³)/(8,31 Дж/(моль×К) × 360 К) - 4 моль = (1,2×10⁶ Н/м² × 2×10⁻² м³)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ Н×м)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ (кг×м)/с² × м)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ (кг×м²)/с²)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ Дж)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (24000 Дж)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль ≈ 8 моль - 4 моль = 4 моль

ответ: n(N₂) = 4 моля